Mg-Ni系贮氢合金的改性

Mg-Ni系贮氢合金虽储氢量高,但放氢温度高、吸放氢动力学性能差,限制了合金的广泛应用.为克服Mg-Ni系贮氢合金的这些缺点,开发贮氢量大、吸放氢性能好的贮氢合金,采用各种方法对合金进行改性.为进一步了解Mg-Nj系贮氢合金方面的研究进展,调研了国内外在Mg-Ni系贮氢合金改性方面研究进展,主要从合金表面处理、成分调节以及纳米处理这3个方面进行了阐述.     

稀土-镍系贮氢合金研究与开发现状

稀土-镍系贮氢合金是一类重要的贮氢合金。作为贮氢介质具有贮氢量大、价格便宜及抗中毒等优点。本文详细综述了稀土-镍贮氢合金的氢化性能、改性处理及研究现状。     

贮氢合金的研究和进展

概述了近几年来国内两种主要贮氢材料：AB型贮氢合金和Mg—Ni—RE系贮氢合金的研究和进展，着重阐述了添加不同稀土和采用不同工艺条件对两种贮氢合金的贮氢量、吸放氢速度等贮氢性能的影响，总结了当前的研究现状和需要解决的主要问题，提出了今后应用研究的方向。     

低放氢压的Ti-Mn基Laves相贮氢合金

研究了Ti/Zr比与Mn/Cr比变化对Ti Mn基Laves相贮氢合金贮氢性能的影响 ,发现随Ti/Zr比降低 ,合金放氢压降低 ,贮氢量略微增加 ,平台坡度变陡 ;随Mn/Cr比降低 ,合金放氢压降低 ,平台区变短 ,但合金的贮氢量变化不大。Ti0 .85Zr0 .15Mn1.6-yCryV0 .32 Fe0 .0 8系列合金当 0 1≤y≤ 0 2时比较适宜作为小型燃料电池的氢源。     

钒基固溶体型贮氢合金的研究进展

金属钒具有吸氢量大、抗粉化性能好等优点，但是有效吸氢量较低，只有一半的氢能够释放出来，没有实用价值。在V-Ti二元合金的基础上形成的三元合金V-Ti-M(M代表Cr，Mn，Fe，Ni等)具有良好的贮氢性能。Ti／Cr比对V-Ti-Cr合金性能影响很大，Ti/Cr比值为0．75时V-Ti-Cr合金具有最大的贮氢量和有效吸氢量，同时热处理可以有效地提高V-Ti-Cr合金的有效吸氢量，并降低V的使用量。添加Mn的三元合金具有BCC和Laves相双相结构。V-Ti-Fe合金的贮氢量很高，并有希望利用便宜的钒铁做钒源。此外，V基固溶体合金还可以用于镍氢电池负极，如V-Ti-Ni合金具有很高的放电容量，目前需要解决其循环稳定性差和成本高的问题。     

镁基贮氢合金制备方法的研究进展

就镁基贮氢合金的主要制备方法：熔炼法、机械合金化法、置换扩散法、固相扩散法、氢化燃烧合成法的研究进展进行了报道,讨论了不同方法对合金性能的影响。研究表明,镁基贮氢合金吸氢量大（MH2为7.6%）,并具有良好的吸氢性能。     

Ti-Fe-Mn-V四元合金贮氢性能的研究

本文研究了 TiFe_(～0.15)Mn_YV_X 四元合金的贮氢量,放氢 P-C-T 曲线,并研究了这些性能与组成变化的关系,以及晶胞参数和体系中3d 层电子密度对合金贮氢性能的影响。     

LaNi4.7Al0.3储氢合金氧化前后吸放氢性能研究

研究了LaNi4.7Al0.3贮氢合金被微量氧气毒化前后贮氢性能的变化，测定了合金的贮氢量，吸氢动力学曲线.并采用扫描俄歇电子能谱(AES)原位研究了LaNi4.7Al0.3储氢合金中毒前后化学成分变化，结果表明：氧含量较低时，不会影响合金的初始吸氢速率，但会降低合金的贮氢容量；随着O2的剂量的逐渐增大，合金的吸氢速率变慢，合金的储氢容量大大降低。原位分析氧毒化LaNi4.7Al0.3贮氧合金表明，O2在清洁LaNi4.7Al0.3表面吸附离解后，优先与表面镧原子结合生成La的氧化物，再与部分表面镍原子结合生成Ni的氧化物氧化过程中La向表面富集，同时有金属态的Ni析出.     

AB5型贮氢合金结构分析

贮氢合金的电极性能取决于贮氢合金的微结构。从晶体结构、电子结构及化学键结构等各方面对市场上广泛应用的AB5型贮氢合金的结构进行综述，同时讨论合金结构与合金吸放氢性能之间的关系。     

基于AB_5合金复合贮氢材料的研究进展

制备复合贮氢材料是改善贮氢合金性能,克服单一合金缺点的一条有效途径。基于AB_5贮氢合金的特点,对利用AB_5合金制备复合贮氢材料等方面的研究进行了总结。AB_5贮氢合金一般具有CaCu5晶体结构,具有相对较高的吸氢容量、良好的循环稳定性、低平衡压、吸氢动力学快和良好的抗杂质性等优点,尤其与其他贮氢材料进行复合作为燃料电池用贮氢罐的候选材料,具有很好的开发应用前景。主要涉及了AB_5/AB2,AB_5/Mg(Mg基)、AB_5/V-Ti,AB_5/碳材料等二元复合贮氢材料的研究进展。阐述了各种复合材料的相组成、微观结构、贮氢性能以及作用机制等,并对今后复合贮氢材料的研究方向进行了展望,如利用材料计算方法对复合材料热力学、动力学等方面进行理论计算、新制备工艺开发、AB_5合金与多元体系贮氢材料进行复合。     

钒基固溶体贮氢合金研究现状

贮氢合金是MH/Ni电池技术的核心,为了满足镍氢电池作为动力电池的要求,开发低成本、高功率、高稳定性的贮氢合金,近年来人们在进一步提高其电化学性能方面做了大量工作。钒基固溶体贮氢合金是近年来开发的一种新型高性能贮氢材料。介绍了氢钒反应特点和钒基固溶体合金的制备方法,对无电化学活性的基质合金,用元素取代、合成复合合金和多相合金等多种方法,得到一些性能较好的负极材料。并对钒基固溶体贮氢合金的研究及开发现状进行了综述,指出了固溶体合金的研究方向。     

钒基固溶体贮氢合金的研究进展

基于目前钒基固溶体贮氢合金研究现状,介绍了钒氢反应原理,对钒基贮氢合金理论计算、合金制备及性能改善等方面的研究进行了总结,并对合金成本等问题进行了讨论。钒基体心立方结构固溶体贮氢合金具有高容量、氢化反应条件温和、抗粉化性能好,动力学性能优越等特点。尤其作为燃料电池用贮氢罐的候选材料,具有很好的开发应用前景。钒从吸氢至完全饱和的整个过程,结构在发生变化:BCC(α)→BCT(β)→FCC(γ)。利用材料计算方法对合金热力学、晶格参数、电子原子比等方面进行理论计算,能够为实验研究提供理论指导。通过一种或多种元素添加或替代和热处理能够显著改善钒基固溶体贮氢合金的贮氢性能,但在高吸氢容量的前提下保证合金能够在适中条件下释放大部分氢仍是该系合金开发的关键之一。高纯钒价格昂贵,在不显著减小最大容量的基础上有效降低钒基贮氢合金的成本是该合金研究的另外一个关键点。     

高容量稀土基贮氢合金的研究

以金属RE、La、Ni、Co、Mn、Al作为稀土基贮氢合金的原料,制备了一系列不同成分的贮氢合金,进行了相应的组织结构分析及电化学性能的测试,研究了不同La、Co添加量对合金相结构与电化学性能的影响,选择确定了合适的合金配方,为生产高容量Ni-MH电池的负极材料提供了依据.     

稀土贮氢材料的发展动向

本文综述了稀土贮氢材料的发展动向，其特点是稀土贮氢材料向多元化合金的方向发展；开发适合各种应用要求的贮氢合金；大力开发贮氢材料的应用。近年来ＭＨ－Ｎｉ电池的开发成功及投入生产，促进了贮氢材料的发展，新型贮氢材料的出现又反过来促进ＭＨ－Ｎｉ电池的产生和应用。稀土贮氢材料也面临着竞争和挑战，必须降低成本，提高性能，开发新一代电池的贮氢合金。     

贮氢合金进展

对贮氢合金的工作原理及应用,贮氢合金的基本类型及开发历史和发展趋势进行了综合评述。MmNi5系稀土合金和Laves相合金的开发应用已较为成熟,但其贮氢密度不高,高容量型的钒固溶体型合金和镁基合金是贮氢合金发展的新趋势。目前主要通过添加合金元素、开发制备工艺,改进微观相组织结构并兼以适当的表面处理,以提高钒固溶体型合金和镁基合金常温常压下的吸放氢特性及活化性能。     

TiFexCry三元贮氢合金的研究

研究了 TiFe_xCry 三元合金的贮氢性能。通过微机处理得到了放氢量、一次活化率与合金成份之间的定量关系,并对晶格参数和电子浓度的变化进行了讨论。     

快淬纳米晶/非晶Mg2-xLaxNi (x=0～0.6)合金的贮氢动力学

为了改善Mg2Ni型合金气态及电化学贮氢动力学性能,用La部分替代合金中的Mg,用快淬技术制备了Mg2-xLaxNi(x=0,0.2,0.4,0.6)合金,用XRD,SEM,HRTEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构;用自动控制的Sieverts设备测试了合金的气态贮氢动力学性能,用程控电池测试仪测试了合金的电化学贮氢动力学.结果发现,快淬无La合金具有典型的纳米晶结构,而快淬含La合金显示了以非晶相为主的结构,表明La替代Mg提高Mg2Ni型合金的非晶形成能力.La替代Mg明显地改变Mg2Ni型合金的相组成.当La替代量x=0.4时,合金的主相改变为(La,Mg) Ni3+ LaMg3.合金的气态及电化学吸放氢动力学对La含量及快淬工艺敏感,La替代使合金的吸氢动力学降低,但适量的La替代可以明显改善合金的放氢动力学及高倍率放电能力.适当的快淬处理可以提高合金的气态及电化学贮氢动力学,但获得最佳贮氢动力学的快淬工艺与合金的成分密切相关.     

钒-氢反应规律与钒基固溶体贮氢合金开发

钒基固溶体贮氢合金是近年来开发的一种新型高性能贮氢材料。文中介绍了钒—氢反应的基本规律及钒基因溶体贮氢材料的特点，并对钒基因溶体贮氢合金的研究及开发现状进行了综述。     

热处理工艺对La0.85Ce0.15(NiMnAl)5.30贮氢合金相结构及电化学性能影响

本文研究了无钴La_0.85Ce_0.15(NiMnAl)_5.30贮氢合金在不同热处理工艺下相结构及电化学性能变化规律。衍射分析表明退火参数优化后的合金仍为CaCu5单相,温度升高后结晶度增加但活化性能变差;PCT测试结果显示920℃退火时吸氢量达到0.8902;温度升高后吸氢量呈现降低趋势,放氢压力也明显增加;经过980℃热处理8h后晶体结构改善明显,其吸放氢前后膨胀体积变化最小,抗粉化能力强。无钴合金熔点降低、温度升高后利于体相中元素扩散;活化性能降低的同时合金最大放电容量也有所降低。980℃制备合金电化学性能最优,同时具备较好的贮氢性能。     

稀土基AB5型复合贮氢合金的研究进展

制备复合合金是改善贮氢合金性能的一条有效途径。本文对国内外各种多元以及多相稀土复合贮氢材料的研究现状进行了综合评述，主要涉及了AB5-AB2型复合贮氢合金和镁基-AB5型纳米复合贮氢合金的进展。阐述了各种复合材料的组成，微观结构以及电化学性能等，并展望了今后复合贮氢材料的研究方向为应用基础性的研究，如复合作用机制、对热力学性能的影响等方面的研究。